論文の概要: OCSVM-Guided Representation Learning for Unsupervised Anomaly Detection
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.21164v1
- Date: Fri, 25 Jul 2025 13:00:40 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-30 17:08:55.013415
- Title: OCSVM-Guided Representation Learning for Unsupervised Anomaly Detection
- Title(参考訳): 教師なし異常検出のためのOCSVM誘導型表現学習
- Authors: Nicolas Pinon, Carole Lartizien,
- Abstract要約: Unsupervised Anomaly Detection (UAD) は、ラベル付きデータなしで異常を検出することを目的としている。
解析的に解ける一級SVMを用いて表現学習を緊密に結合する新しい手法を提案する。
このモデルは、MNIST-Cに基づく新しいベンチマークと、挑戦的な脳MRI微妙な病変検出タスクの2つのタスクで評価されている。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.0190194769786831
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Unsupervised anomaly detection (UAD) aims to detect anomalies without labeled data, a necessity in many machine learning applications where anomalous samples are rare or not available. Most state-of-the-art methods fall into two categories: reconstruction-based approaches, which often reconstruct anomalies too well, and decoupled representation learning with density estimators, which can suffer from suboptimal feature spaces. While some recent methods attempt to couple feature learning and anomaly detection, they often rely on surrogate objectives, restrict kernel choices, or introduce approximations that limit their expressiveness and robustness. To address this challenge, we propose a novel method that tightly couples representation learning with an analytically solvable one-class SVM (OCSVM), through a custom loss formulation that directly aligns latent features with the OCSVM decision boundary. The model is evaluated on two tasks: a new benchmark based on MNIST-C, and a challenging brain MRI subtle lesion detection task. Unlike most methods that focus on large, hyperintense lesions at the image level, our approach succeeds to target small, non-hyperintense lesions, while we evaluate voxel-wise metrics, addressing a more clinically relevant scenario. Both experiments evaluate a form of robustness to domain shifts, including corruption types in MNIST-C and scanner/age variations in MRI. Results demonstrate performance and robustness of our proposed mode,highlighting its potential for general UAD and real-world medical imaging applications. The source code is available at https://github.com/Nicolas-Pinon/uad_ocsvm_guided_repr_learning
- Abstract(参考訳): 教師なし異常検出(UAD)は、ラベル付きデータなしで異常を検出することを目的としている。
ほとんどの最先端の手法は、しばしば異常を再構築しすぎる再構成に基づくアプローチと、最適な特徴空間に悩まされる密度推定器による非結合表現学習の2つのカテゴリに分類される。
最近の手法では、特徴学習と異常検出を混同しようとするが、それらはしばしばサロゲートの目的に頼り、カーネルの選択を制限したり、表現性と堅牢性を制限する近似を導入する。
この課題に対処するため,我々は,遅延特徴とOCSVM決定境界を直接整合するカスタムロス定式化により,表現学習を解析的に解決可能なワンクラスSVM (OCSVM) と密結合する新しい手法を提案する。
このモデルは、MNIST-Cに基づく新しいベンチマークと、挑戦的な脳MRI微妙な病変検出タスクの2つのタスクで評価されている。
画像レベルでの高濃度病変に焦点をあてるほとんどの方法とは異なり,本手法は小・非高濃度病変を対象としているのに対し,voxel-wiseの指標を評価した結果,より臨床的に関係のあるシナリオに対処できることがわかった。
どちらの実験も、MNIST-Cの腐敗タイプやMRIのスキャナー/エイジのバリエーションなど、ドメインシフトに対する堅牢性の評価を行っている。
その結果,提案モードの性能とロバスト性を実証し,UADおよび実世界の医療画像応用の可能性を強調した。
ソースコードはhttps://github.com/Nicolas-Pinon/uad_ocsvm_guided_repr_learningで入手できる。
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